穩態滾動仿真的案例
淺談穩態滾動輪胎仿真穩態滾動狀態角速度的調整
輪胎的穩態滾動仿真基于歐拉-拉格朗日變換法進行，仿真時將輪胎的滾動看作是穿過網格的材料流動運動。仿真條件：標準充氣壓力為0.93MPa，標準負荷為3730kg，聲腔采用自適應網格劃分，輪胎滾動線速度為60Km/h,關鍵字采用*STEADY STATE TRANSPORT，不考慮粘塑性影響并將慣性打開。
*STEP,INC=500,NLGEOM=YES,UNSYMM=YES
4: roll_tire at 60km/h
*STEADY STATE TRANSPORT,LONG TERM,INERTIA=YES
0.5, 1.0, 1E-6, 1.0
在進行穩態滾動分析時，當輪胎穩態滾動時, 輪胎輪心的力矩M應該為0。較小的角速度將使輪胎制動，而較大的角速度則使輪胎驅動。故需不斷調整ω值,使最終繞Y向的力矩M（RM2）在[-10,10]之內，此時為穩態滾動。
展開 穩態滾動輪胎頻響分析 ￥10
上一節講述了基于模態法的自由輪胎和載荷輪胎的頻響分析，其在胎面149點的頻響曲線分別如下：
今天主要講述穩態滾動輪胎的頻響分析，與自由輪胎和載荷輪胎不同，輪胎在穩態滾動狀態下，整個系統的剛度矩陣和阻尼矩陣為不對稱的，采用基于模態法的頻響分析并不能完全表現其模態特性，故穩態滾動輪胎的頻響分析一般采用直接法。采用直接法雖然會使計算時間大大增加犧牲了計算效率，但是得到的頻響結果更符合傳遞特性。
直接法的頻響分析是在step3roll_tire.inp的計算結果基礎上進行重啟動分析；
如果想基于模態法，則在step4rolltire_mode.inp的計算結果進行重啟動分析即可。
本節主要講述直接法的穩態滾動輪胎頻響分析。
展開 Marc模擬汽車輪胎穩態滾動的方法
輪胎變形圖
進一步模擬輪胎穩態滾動分析。
Marc提供了用于進行輪胎穩態滾動分析的功能，可以模擬在一定的載荷工況下，例如摩擦力或力矩、轉速的調整等。Marc可以包含多個穩態滾動工況的順序模擬，例如在一定的滾動速度下運行之后考慮一定力矩下滾動速度的調整等。或者本例中模擬的滾動速度從某一水平上升到另一個水平。Marc專用的前后處理工具Mentat中提供了滾動速度定義方法、摩擦力定義方法、力矩定義方法的定義菜單。采用滾動速度方法時，可以指定輪胎滾動速度、回轉速度、路面移動速度。在Mentat中選擇分析工況定義loadcases，其中的Steady State Rolling部分可以定義輪胎的滾動角速度Spinning Velocity（cycle/time），輪胎的回轉速度Cornerring Velocity，路面移動速度（例如：mm/sec）Ground Velocity；如下圖所示模擬輪胎的轉速從13.1cycle/sec上升到15.2cycle/sec。
定義輪胎穩態滾動的菜單
在Job中可以定義輪胎的滾動軸（Axis Of Rotation）和回轉軸（Axis Of Cornering），具體如下圖所示：
定義輪胎穩態滾動中心和滾動軸的菜單
在上述工況下，模擬輪胎的穩態滾動狀態下輪胎不同轉速下的法向力分布、摩擦力等。
展開 CREO ANSYS Simulation 旋流分離器的穩態仿真和瞬態仿真的區別
對于流體在旋流分離器內的仿真工作，要根據實體工件設計目的而分別對待，制定不同的仿真模式。
如上圖，如果仿真目的是研究內部流體所表現出來的速度、壓力。仿真模塊選擇“流動”即可。如果還要涉及湍能，物理模塊要增加“湍流”。使用穩態較合適，穩態模式主要研究流體達到穩定的“常態”之后所表現出來的物理特性。不考慮流體達到穩定之前的過程，即與時間無關。如上圖，旋流分離器內的流體是穩定的流動狀態，無論何時，狀態一致。
如果仿真目的除了上述速度、壓力、湍能，還要考慮隨流體一同流動的“顆粒”，仿真模塊另外還要增加“粒子”，顆粒有多少種，粒子模塊就要增加多少個（注意，此粒子有具體質量（密度&體積），與“流線”中無質量的“粒子”有本質的區別）。穩態的仿真模式就不能勝任了，粒子（顆粒）在隨流體“流動”過程中，粒子或沉積或隨波逐流而去，粒子和流體域隨時產生變化（注意，“隨時”兩個字），時間延長則沉積越多，可供流體占用的空間越少，直到顆粒塞滿全部腔體。流體永遠達不到常態的穩定。所以仿真模式必須使用瞬態。瞬態仿真是建立在時間節點上的仿真，其仿真結果第一要素是時間。
瞬態仿真結果，假設，自0開始，第0.1秒結果、第0.2秒結果，第0.3秒結果... ..第1秒......第3秒，共計30個結果連續在一起，形成時間連續的動畫，如上圖，就是30個粒子瞬態仿真結果。
那么，請問，如果我想獲得一個表達3秒種的，相對質量高的動畫，應該如何調整瞬態仿真呢？
播放時長=仿真時長，幀頻=24幀。格式MP4或者GIF。有興趣的朋友可以一試，本文附件為模型文件。
剛才出去吃飯，五個籠包飽了。想起一件事，一個朋友說，能否在穩態下仿真粒子的運動呢？手拿第六個籠包糾結了。五個籠包填飲肚皮，是我飯量的穩定狀態。
展開 
設計仿真 | 海克斯康滾動軸承高級仿真分析培訓
海克斯康工業軟件
滾動軸承
高級仿真分析培訓
滾動軸承作為動力傳動系統的核心零部件，在全球電動化進程的推進下，其設計開發也面臨著新的技術挑戰，如高轉速、大載荷、小尺寸等日益嚴苛的性能指標，這些均需要更加完善的多學科仿真技術來保證。
海克斯康作為全球領先的數字信息技術解決方案的供應商，可以為滾動軸承的設計、分析、制造及計量檢測提供一套完整的解決方案，幫助企業進行軸承行業的數字化轉型。為切實解決廣大用戶對于軸承設計仿真的一系列技術需求，我們將在杭州組織一場以軸承設計仿真為主題的綜合性培訓課程。
展開 壓縮機仿真：補氣式滾動轉子壓縮機的CFD仿真及優化研究
圖3 壓縮機補氣噴射過程
01
CFD仿真難點概括
補氣式滾動轉子壓縮機主要由滾動活塞、氣缸、滑板（包含補氣噴射結構）、背壓彈簧、偏心輪軸、上端蓋、下端蓋以及排氣閥等零部件組成，結構相對復雜、參數量大并且多數在低溫高轉速環境下工作，實驗難度較大、設計成本較高、研發周期也相應延長。隨著計算機技術的發展，利用CFD技術進行滾動活塞壓縮機仿真分析已經成為可能，且已有相關研究人員進行了一些類似的模擬研究，取得了一定技術成果用來指導相關設計研究。但大部分的CFD數值分析對壓縮機結構進行了相應的簡化，并以穩態計算為主，因此并沒有真正實現活塞壓縮機瞬態真實物理過程的模擬，對于補氣結構更是無法直接模擬。從CFD技術實現上來看，簡化模擬主要因為以下幾個難點：
構建合理的計算網格：
滾動轉子部分需要構建高質量的結構網格，需要考慮微米級別的徑向間隙。
補氣閥門部分和出口閥片部分需要構建高質量網格，避免開關過程中引起負網格問題。
展開 車輪碾壓路面滾動行走仿真基礎 ￥1
事實上車輪碾壓地面向前滾動是一個相對新手比較頭疼的，一開始不清楚如何去設置載荷。為了模擬車輪壓馬路的效果，建立車輪和路面簡化模型。
假設模擬虛擬的路面是剛性的，在賦予材料后，可以通過Interaction模塊下給部件強行轉為剛體結構，或者直接建立這個模型為離散剛體，兩種方法得到目的是一致的。
車輪內圈面與rp參考點剛性耦合。
路面施加固定約束，車輪與路面分開微小的距離0.1，然后分為“壓臺”和“行走”兩步加載。
step1：車輪下壓0.11與路面接觸
step2：車輪行駛方向釋放，繼續保持下壓量，然后施加旋轉位移，旋轉方向根據右手原則規定。
分析結果
滾動轉子式壓縮機基頻振動測試和仿真
長期以來，對壓縮機的低頻振動的研究主要關注基頻回轉振動，即滾動轉子式壓縮機吸排氣腔的阻力矩的周期性波動，迫使壓縮機產生的往復回轉運動[4]，而對壓縮機的徑向振動和軸向振動關注較少。壓縮機回轉振動是影響空調配管振動、應力的主要因素，但隨著空調配管振動、應力仿真要求的不斷提高，僅用回轉運動描述壓縮機的振動，已經不能滿足仿真精度的需求。壓縮機徑向振動和軸向振動對配管振動、應力的影響逐步凸顯。因此，精確模擬壓縮機的實際運行狀態，是提高空調配管振動、應力仿真準確性的必然要求。
本文以某型號壓縮機為研究對象，通過對壓縮機殼體表面的工作振型（ODS）測試，獲得了壓縮機殼體表面的徑向、軸向、切向基頻振動分布。
展開 滾動軸承仿真
滾動軸承靜力學，動力學仿真，接觸問題好難調試啊，有沒有一起交流的伙子，交流下調試心得（本人用Abaqus，有NUAA的小伙伴最好啦）！??
干貨 | 基于SIMULIA的滾動軸承仿真解決方案
滾動軸承廣泛應用在機械產品傳動系統中。達索系統仿真品牌SIMULIA針對滾動軸承類型產品提供系統的仿真解決方案，對于產品研發過程提供相應的仿真支持手段。
一、滾動軸承的仿真目標
這里介紹的滾動類軸承包括：
· 滾珠軸承（ball bearings）
· 滾柱軸承（roller bearings）
· 滾針軸承（needle bearings）
滾動軸承的結構大致分為：內外圈、保持架與不同數量的滾動體。
典型的滾動軸承仿真目標包括：
1、結構強度：需要考慮工作狀態或者過載工況下的結構強度
2、疲勞壽命：需要考慮承載工作狀態工況下循環加載的產品疲勞耐久；
3、沖擊與振動：需要考慮承受沖擊/動態載荷；4、磨損：軸承類產品的特殊需求。
二、針對滾動軸承的解決方案
1、基礎流程-軸承的常規強度與疲勞耐久性評估
應用軟件：Abaqus+fe-safe
模型中包括：
· 考慮裝配工裝載荷的情況，例如過盈配合或冷縮配合工藝的預制載荷
· 工作載荷在波動/循環加載的情況
主要分析結果包括：
· 結構應力分布以及高應力集中區域（hotspots）
· 內外圈滾道和滾子上的接觸壓力分布
· 疲勞壽命、安全系數
2、軸承模型的簡化
常規的軸承三維模型，可以很好地分析模型受力、接觸情況，但是建模成本、計算成本較高。
▲ 三維軸承模型
1）二維簡化模型
應用軟件：Abaqus
采用二維模型對軸承剛度和強度進行快速驗證，通常在初始設計階段用于探索和評估設計方案（可考慮結合ISIGHT進行DOE分析）；二維模型中不能考慮承受彎曲或者剪切的分析工況。
展開 ABAQUS非穩態切削仿真實例
一直想寫一個關于ABAQUS非穩態切削的例子，只因為忙，所以一直沒機會，近來也有很多人對ABAQUS經典例題3上的例子提出了很多問題，為此，今天在此介紹一下非穩態切削的相關內容，主要針對仿真過程分析的要點進行一個闡述，同時回答一下大家的問題，我的理解也不一定正確，大家一起探討才能促進切削仿真的不斷進步。
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切削仿真軟件的比較：目前用于切削的軟件很多，如ABAQUS,LS-DYNA,DEFROM,ADVANTAGE,Marc等，ABAQUS的優勢在于非線性處理能力強，有熱力耦合的直接分析步，可以對切削過程進行較為準確的仿真分析，目前國際上用的最多，而且由于ABAQUS可以利用子程序和python進行很多定制的開發，從而為問題的解決提供了更好的條件。LS-DYNA也可以用于切削分析，但是其擅長領域屬于碰撞等瞬態動力學分析，現在已經納入ANSYS麾下，Marc也是一款具有很好非線性的軟件，但是切削仿真遠沒有ABAQUS方便，而DEFORM在切削，軋制，滾壓等領域已經建立起相對完善的仿真界面，但是整體上計算結果好像與實際有些差距，其在切削領域采用的仍為網格重畫方法。而ADVANTAGE在切削領域算是最專業的了，這款軟件建立了龐大的切削數據庫，而且具有完善的切削，銑削，鉆削等加工方法的仿真分析，缺點是材料數據庫如果和他的數據有差異，可能比較麻煩。軟件就介紹到這里，下面主要針對ABAQUS的非穩態切削做一下簡單的說明，希望能為切削領域探索的各位達人一點啟示吧！
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滾動輪胎模態仿真 ￥10
滾動輪胎模態仿真實際上是在輪荷加載的基礎之上的重啟動分析。輪胎在穩態滾動過程中,會受到預加載荷、慣性力以及輪胎和地面的摩擦力的影響,這些力會對整個系統的剛度矩陣和阻尼矩陣產生影響,導致非對稱性。故不能采用常規方法對動力學方程進行解耦,必須用復模態來解耦,所以滾動輪胎的模態仿真其實是復模態的的提取。
在abaqus的穩態滾動中,輪胎實際上是不滾動的,只是內部材料的流動（歐拉-拉格朗日法）。在提取復模態之前,必須保證輪胎滾動的轉速和線速度相匹配，故需先進行roll tire仿真調試：
roll tire計算中，先給定輪胎線速度、轉動角速度然后提取輪胎輪心的力矩M,當輪胎穩態滾動的時候, 輪胎輪心的力矩M應該為0。在實際操作中,需要不斷的調節定義的ω值,使最終繞Y向的力矩M在[-10,10]之內。
進行roll tire計算時，首先進行step1二維輪胎充氣仿真計算，然后進行step2rev旋轉3D輪胎生成及輪荷加載計算，在此基礎上進行Free roll計算Inp文件的編寫，進行計算，查看輪胎輪心的力矩M判斷輪胎是否處于穩態滾動狀態。下圖為step1.inp以及step2rev.inp運行結果圖：
展開 Comsol 穩態和瞬態的熱性能仿真
一、模型搭建
新建→模型向導→選擇三維； 選擇物理場：傳熱→固體傳熱，按增加→研究，選擇研究：預置研究→穩態→完成；
導入相應的二維或三維模型，或者直接在 COMSOL 里自建幾何模型；導入：頂部工具欄：導入，選中幾何 1→選擇單位→導入，最后形成聯合體→全部構建；
可在右側框內搜索要添加的材料，然后“增加到選擇”；或者添加空材料，去選擇一個域，然后材料屬性目錄下會出現做該仿真必要的參數，輸入參數即可；材料分配及屬性如下。
第一種材料：
第二種材料：
第三種材料：
二、施加載荷
點擊初始值 1：溫度默認單位 K，可修改為℃； 熱絕緣 1：默認選擇所有邊界； 右鍵“固體傳熱”，添加溫度，邊界選擇輸入載荷的區域；
左側溫度
右側溫度
上下兩側熱絕緣
三、穩態計算
點擊“研究”開始計算，仿真完成后，結果下面自動出現“溫度”；點擊溫度→體，出現仿真結果圖；可通過派生值→全局計算，計算自己所需要的值。
四、瞬態計算
右側任務欄：預置研究→瞬態； 研究 2 →步驟 1：研究設定； 時間單位：可設置為 s；時間：設置仿真時間范圍及步長；
仿真完成后，結果下面自動出現 “溫度”； 點擊溫度→表面。出現仿真結果圖。可看到溫升變化，和穩態保持一致； 派生值，右鍵，“體最大值”，會在仿真圖下方出現“表格 2”，自動將時間和溫度的對應變化列出來；
中間區域隨時間溫升情況
有問題聯系：
展開 【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械穩態分析
前言
CFD是工業仿真領域重要的分支之一，也是高性能計算的主要應用場景之一。本期選取了CFD領域的典型場景，穩態仿真計算案例——基于MRF方法的旋轉機械流場分析，我們選用的軟件是CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺”的CFD穩態計算，和其他仿真云平臺效率對比的情況。
模擬與網格
我們采用某品牌空調室外機作為穩態分析的仿真模型，如下圖所示，左側與后側的進口流域，以及前側的出口流域都考慮到計算中，并對空調內部結構簡化后進行網格劃分，最終網格單元數868萬，其中，風扇葉片的旋轉速度是850rpm。
求解設置
根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區域計算模型，本次穩態計算選擇了網格靜止不動的MRF旋轉坐標系法，計算迭代步數400步，相關設置如下。
仿真結果
迭代完成之后仿真云圖如下所示：
仿真平臺對比
我們進行Fluent旋轉機械穩態分析時,“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示：
計算過程中三個平臺的一些輸出日志如下圖所示：
本次仿真并行規模分別選取了16核、32核、64核、128核（受限于另外兩個平臺無法進行跨節點并行，并行規模無法進一步擴大），我們在“神工坊”平臺進行了256核等更大規模的并行計算，結果顯示計算用時會進一步縮短。
“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他幾家仿真云平臺的計算時間如下圖所示，其中，由于仿真云平臺2最高只能64核并行使用，故圖表中無仿真云平臺2并行規模為128核的結果。
展開 聊聊我的子午線輪胎側偏特性仿真研究 ￥99
二、輪胎側偏有限元仿真分析
在進行輪胎側偏有限元仿真分析時，需要進行二維輪胎有限元分析前處理、二維輪胎充氣仿真分析、三位輪胎的生成及充氣負載分析、穩態滾動分析等。
三、子午線輪胎有限元前處理
1、二維子午線輪胎充氣分析：仿真條件如下：充氣壓強：0.2 MPa
2、三維子午線輪胎生成及充氣負載分析
仿真條件如下：
充氣壓強：0.2 MPa，負荷為3300N
關鍵字*SYMMETRIC MODEL GENERATION生成3D輪胎
關鍵字*SYMMETRIC RESULTS TRANSFER 結果映射
*SYMMETRIC MODEL GENERATION,REVOLVE,ELEMENT=10000,NODE=10000,FILE NAME=step2rev0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0 0.0, 0.0, 1.0 150.0,20,1.0,GENERAL 30.0,10,1.0,GENERAL 30.0,10,1.0,GENERAL 150.0,20,1.0,GENERAL*SYMMETRIC RESULTS TRANSFER**
3、子午線輪胎穩態滾動仿真分析
仿真條件如下：
充氣壓強：0.2 MPa負荷為3300N，穩態滾動線速度為60Km/h。聲腔采用自適應網格劃分。
穩態滾動使用隱式算法分析輪胎與地面間的滾動接觸問題。Abaqus/standard 提供的穩態傳輸（STEADY STATE TRANSPORT）分析方法可以快速準確地對穩態滾動輪胎進行模擬仿真(輪胎實際上是不滾動的,只是內部材料的流動（歐拉-拉格朗日法）)。
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